[发明专利]一种埋土充压管道错动载荷作用下性能评估的实验方法

说明书

本发明公开了一种埋土充压管道错动载荷作用下性能评估的实验方法，其采用埋土充压管道错动载荷作用下性能评估的试验装置，该试验装置包括可分离式箱体、加载组件、充压组件以及数据采集组件；该实验方法包括以下步骤：(1)调整可分离式箱体的长度；(2)安装布置管道；(3)安装数据采集组件；(4)通过加载组件实施加载；(5)数据采集。本发明可通过加载组件实现单独轴向拉/压荷载、有轴拉/压的斜向错动加载、无轴拉/压的斜向错动加载3类工况的试验，并基于试验测定、数据采集等，可实现对地震作用下管道三维空间行为进行准确、便捷地测定。

技术领域

本发明涉及一种模拟充压管道在地震作用下动力行为预测的实验方法，尤其涉及一种埋土充压管道错动载荷作用下性能评估的实验方法。

背景技术

充压管道在地震作用下的动力行为是关乎管道安全和环境安全的重要工程问题，是力学分析模型建立、管道全寿命设计和灾害预测的重要依据。现有技术中，尚无成熟的、专用于充压管道在地震往复载荷作用下行为识别和关键影响因素对比和识别的试验装置及实验方法。实验人员在测试管道在地震作用下的试验过程中，通常借用类似混凝土柱的静力实验方法开展，此类实验通过一个垂直于管道跨度方向的加载装置缓慢施加横向剪力于单根管道端部壁面，并在加载过程中记录其剪力-侧移关系。然而，这种实验方法无法真实体现管道在经历地震激励过程中出现的挠动方向随机性，也无法充分考察和对比管道内部内充介质类型和压力水平对管道在往复载荷作用下的响应特点，进而导致管道整体响应行为的预测失真和影响因素考察的错误，无法准确反映该类管道在地震作用下性能的主要特征。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种埋土充压管道错动载荷作用下性能评估的实验方法。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种埋土充压管道错动载荷作用下性能评估的实验方法，其采用埋土充压管道错动载荷作用下性能评估的试验装置，该试验装置包括可分离式箱体、加载组件、充压组件以及数据采集组件；

所述可分离式箱体包括固定端箱体和滑动端箱体；固定端箱体为组合式，包括固定结构件和能够相对于固定结构件轴向来回调整的滑动结构件，固定结构件的底部与支架固定连接，滑动结构件内嵌于固定结构件中，在滑动结构件的两侧开设有若干水平方向的第一条形槽，在固定结构件的两侧与滑动结构件的第一条形槽对应位置处设置有若干第一内螺纹孔，当滑动结构件沿固定结构件水平滑动至合适位置后，通过第一螺栓穿过第一条形槽后拧入固定结构件对应的第一内螺纹孔中以实现滑动结构件与固定结构件的固定连接；

所述滑动端箱体也为组合式，包括斜向加载件和能够相对于斜向加载件轴向来回调整的横向加载件，横向加载件内嵌于斜向加载件中，在横向加载件的两侧开设有若干水平方向的第二条形槽，在斜向加载件的两侧与横向加载件的第二条形槽对应位置处设置有若干第二内螺纹孔，当横向加载件沿斜向加载件水平滑动至合适位置后，通过第二螺栓穿过第二条形槽后拧入斜向加载件对应的第二内螺纹孔中以实现横向加载件与斜向加载件的固定连接；

在可分离式箱体的内部穿过有管道，其中固定端箱体位于管道的一端，滑动端箱体位于管道的另一端，且固定端箱体与滑动端箱体相分离；在固定端箱体的内部、滑动端箱体的内部以及固定端箱体与滑动端箱体之间的空间中均填充有将管道埋设的土体；

所述加载组件包括作动器、加载架和直线导轨，所述作动器包括横向加载作动器、第一斜向加载作动器和第二斜向加载作动器，所述加载架包括横向加载架和斜向加载架，所述直线导轨包括横向直线导轨和竖向直线导轨；

所述横向加载作动器的伸缩杆与横向加载架的一端连接，横向加载架的另一端与滑动端箱体的横向加载件相连接，横向加载作动器的根部设置有第一滑块，第一滑块安装在竖向直线导轨上；